Характеристики и параметры биполярных транзисторов Исследование полупроводникового стабилизатора напряжения

Лабораторные работы по теории электрических цепей

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №18

Исследование усилителя низкой частоты на транзисторе

Цель работы:

Изучить назначение элементов схемы и работу однокаскадного усилителя низкой частоты на маломощном транзисторе.

Освоить методику снятия основных характеристик.

Определить коэффициент усиления экспериментальным и расчетным путем.

1. Описание лабораторной установки

Усилитель низкой частоты (УНЧ), выполненный по схеме с общим эмиттером, смонтирован на вертикальном стенде и снабжен гнездами для внешних подключений. Включение стенда производится тумблером Т1 “Питание усилителя”. Параметры элементов схемы можно изменить тумблерами Т2, Т3, Т4, Т5, Т6, переключателем S и резистором R2.

Усиливаемый сигнал синусоидальной формы подается на вход усилителя от генератора звуковой частоты ЗГ-12М. Генератор позволяет регулировать амплитуду Um вх и частоту сигнала. Для контроля формы входного и выходного напряжений используется осциллограф С1-5. Величина входного напряжения измеряется вольтметром В3-10А. Рассчитаем мощность произвольного приемника, представленного в виде пассивного двухполюсника.

На схеме усилителя (рис.1) приняты следующие обозначения:

V

транзистор. Усилительный элемент.

Eп

источник питания усилителя. За счет энергии источника осуществляется усиление сигнала.

R1; R2

делитель напряжения. Фиксирует потенциал базы и совместно с резистором Rэ определяет рабочую точку покоя транзистора.

резистор коллекторной нагрузки. С его помощью создается выходное напряжение.

резистор в эмиттерной цепи. Совместно с конденсатором Сэ образует узел температурной стабилизации транзистора.

Сэ

конденсатор в цепи эмиттера. Устраняет отрицательную обратную связь, возникающую за счет падения напряжения на резисторе Rэ от переменной составляющей тока коллектора.


Свх

входной конденсатор. защищает источник входного сигнала от воздействия постоянного напряжения на резисторе R2. Одновременно не допускается шунтирования резистора R2 входным сопротивлением источника.


сопротивление внешней нагрузки. на нем выделяется выходное напряжение усилителя (усиленный сигнал) Um вых.


 


Рис.1. Принципиальная электрическая схема усилителя низкой частоты.


Ср

разделительный конденсатор. Задерживает постоянную составляющую коллекторного напряжения и пропускает на выход усилителя только полезный усиленный сигнал.

mA

миллиамперметр для измерения тока покоя коллектора Iкп.

mA

микроамперметр для измерения тока покоя базы Iбп.

Кн

кнопка закорачивания микроамперметра.

Т1 ¸Т6

тумблеры.

S

переключатель. Служит для изменения нагрузки усилителя.

2. Методические указание к выполнению экспериментальной части

1. Получить у преподавателя вариант задания и тумблерами установить на стенде указанные в таблице 1 номиналы резисторов и конденсаторов.

Таблица 1

варианта задания

Тип

транзистора

Еп

В

кОм

кОм

кОм

R2

кОм

Ср

мкФ

Сэ

мкФ

1.

МП 39

11

1,2

0,75

180

1,5

20

100

2.

мп 39

11

1,2

0,68

200

1,5

20

100

3.

мп 42б

11

1,2

0,75

200

1,5

20

100

4.

гт 309а

8

2,4

0,68

180

1,5

20

100

5.

мп 41а

11

0,75

0,68

180

1,5

20

100

Опробовать лабораторную установку. Для этого подготовить к работе генератор ЗГ-12М. Установить частоту f = 1000 Гц, используя ручку “МНОЖИТЕЛЬ” и лимб плавной регулировки частоты. Ручку “БОЛЬШЕ” вывести в крайнее левое положение. Предел шкалы встроенного вольтметра установить на отметке “30 В”. Ручкой аттенюатора установить множитель ´0,01. Ручку “ВЫХОД. СОПРОТ.” поставить на 600 Ом. Тумблер “ВНУТРЕННЯЯ НАГР.” установить в положение “ВКЛ.”. Остальные ручки должны находиться в нулевом положении.

Включить генератор в сеть и прогреть 3 ¸ 5 мин. Кабелем соединить клеммы “ВЫХОД” генератора с входным разъемом усилителя.

Внимание: Вилки кабелей, снабженные обозначением “^”, должны подключаться к клеммам “ЗЕМЛЯ”.

Включить и прогреть осциллограф С1-5. Ручку “ДЕЛИТЕЛЬ” поставить в положение 1:1. Ручку “УСИЛЕНИЕ” вывести в крайнее правое положение (максимальное усиление). Переключатель “Род работы” поставить в положение “НЕПРЕРЫВН”. Соединить “ВХОД Y” осциллографа с входными гнездами “аb” усилителя.

Включит тумблер Т1 “Питание усилителя”. По миллиамперметру mA определить значение тока коллектора Iкп. Нажать кнопку “Кн” и записать величину тока покоя базы Iбп по микроамперметру mА.

Вращая ручку “БОЛЬШЕ” генератора, убедиться в появлении сигнала синусоидальной формы на входе усилителя. Не изменяя положение ручек генератора, соединить “ВХОД Y” осциллографа с выходными гнездами “сd” усилителя. Убедиться, что выходное напряжение имеет также, как и входной сигнал, синусоидальную форму, но амплитуда его значительно больше. Ручку “ДЕЛИТЕЛЬ” необходимо поставить в положение 1:10.

Для измерения выходного напряжения к дублирующим гнездам “cd” включается вольтметр ВЗ-10А. Следует обратить внимание, что шкала вольтметра проградуирована в действующих значения напряжения, а не в амплитудных, как шкала вольтметра, встроенного в генератора ЗГ-12М. При отсутствии нелинейных искажений амплитуда Um вых выходного напряжения определяется умножением показания вольтметра ВЗ-10А на .

Амплитудная характеристика усилителя Фазочастотная характеристика усилителя

Литература

Основы теории цепей: Учеб. для вузов /Г.В.Зевеке, П.А.Ионкин, А.В.Нетушил, С.В.Страхов. –5-е изд., перераб. –М.: Энергоатомиздат, 1989. -528с.

Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи. Учеб. для студентов электротехнических, энергетических и приборостроительных специальностей вузов. –7-е изд., перераб. и доп. –М.: Высш. шк., 1978. –528с.

Теоретические основы электротехники. Учеб. для вузов. В трех т. Под общ. ред. К.М.Поливанова. Т.1. К.М.Поливанов. Линейные электрические цепи с сосредоточенными постоянными. –М.: Энергия- 1972. –240с.

Контрольные вопросы

Как в формуле разложения учитываются при наличии источника синусоидальной ЭДС источники других типов, а также ненулевые начальные условия?

Как целесообразно проводить расчет переходных процессов операторным методом в сложных цепях при синусоидальном питании?

Проведите сравнительный анализ классического и операторного методов.

Какие этапы включает в себя операторный метод расчета переходных процессов?

Из формулы включения на какое напряжение вытекают другие варианты ее записи? Запишите формулы включения.

В каких случаях применяются формулы включения?

Чему численно соответствуют переходная проводимость и переходная функция по напряжению?


Исследование управляемого тиристорного выпрямителя